一种城市轨道客流协同控制方法技术

一种城市轨道客流协同控制方法

【技术实现步骤摘要】
一种城市轨道客流协同控制方法、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术属于轨道交通控制
，具体涉及一种城市轨道客流协同控制方法
、
电子设备及存储介质
。

技术介绍

[0002]在城市轨道高峰运营期间重点站点的客流量激增，而且由于各个轨道交通车站之间具有一定的联系以及轨道运能的限制，当轨道列车到达重点站点时，乘客下车后的列车剩余容量过小，导致站点的候车乘客滞留站台，即使站点的候车人数并不多，但是随着时间的积累，越来越多的乘客发生滞留，当站台容纳能力达到阈值，候车危险系数增加，极易引发危险事故
。
因此根据线路重点站点的客流分布情况，需要预先在相应的轨道交通车站进行限流措施，为后续轨道交通车站预留一部分列车运能，使得整体客流乘车更加均衡
。
[0003]目前针对轨道客流协同管控问题的解决方法有以下两种：
1、
人工调整站点管控措施：基于客流滞留情况，按照控制强度分为三个层次的控制：一级客流控制
、
二级客流控制和三级客流控制
。
一级客流控制主要是控制乘客进入站台的速度，包括在进入站台的楼扶梯处设置铁马，或者控制楼扶梯数量及运行方向等；二级客流控制包括在进站口，或者安检处设置铁马绕行，关闭部分闸机，或者自动售票机，从而减少乘客进入轨道交通车站或付费区的速度；三级客流控制是关闭部分进站口，不让乘客进站；由地铁工作人员根据实际营运情况，灵活快速做出调整策略进行客流管控，但是限制的客流人数往往是基于人工经验，且与其他站点的协同多是通过电话
、
工作群，无法保证限流的精度和及时性
。
[0004]2、
利用算法优化进行多个站点的协同限流：通过对场景抽象，建立数学模型通过优化列车的运输组织方案，提升运能运量匹配度
。
根据不同的客流时空分布情况，建立多站点客流协同控制优化模型，控制单位时间间隔内的进站乘客数，以更好的与列车运能相适应，提高客流需求与运能供给之间的协调匹配度，缓解客流需求与运能供给之间的矛盾
。
[0005]通过建立模型的形式对轨道客流进行管控优化，通常步骤如下：首先基于城市轨道客流时空分布特征进行分析，并针对客流需求分布不均衡性的线路进行场景假设抽象；然后建立数学模型，考虑客流需求限制
、
车站能力限制
、
列车能力限制等条件，将待提升的指标作为模型的优化目标，如最大化的客运周转量
、
最小化的乘客总延误等；最后利用启发式算法或精确求解算法求解模型的最优解
。
但是模型的建立虽然具有数据理论依据，但是并未同时考虑不同站点发生乘客延误的影响程度以及换乘客流对限流的影响
。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的问题是针对城市轨道交通高峰期客流时空分布不均衡的情况实现以不增加的运能的情况下进行客流管控，提出一种城市轨道客流协同控制方法
、
电子设备及存储介质
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
一种城市轨道客流协同控制方法，包括如下步骤：
S1、
利用轨道仿真系统获取线路高峰期的预测客流量，利用轨道仿真系统中的仿真推演功能，预测城市轨道线路高峰期客流量，包括进站
ID、
出站
ID、
进站时段
、
客流人数数据；将高峰期开始至结束时间区间按照5分钟的步长切分为时段集合，记为；
S2、
基于步骤
S1
得到的城市轨道线路高峰期预测客流量，按照不同的时间段
t
和站点
s
进行划分，得到时间段
t
下到达站点
s
准备进站乘车的客流量；根据地铁运营公司历史客流清分数据，统计历史客流各个方向的客流，计算历史客流各个方向的客流占比，得到时间段
t
内从第
o
个站点出发到达第
d
个站点的客流占比；
S3、
构建多站点客流协同控制混合整数规划模型；
S4、
利用分支定界算法对步骤
S3
构建的多站点客流协同控制混合整数规划模型进行求解，得到站点最优进站客流方案
。
[0008]进一步的，步骤
S2
中的具体实现方法为将数据集中时间段
t
内，从第
o
个站点出发到达第
d
个站点的客流人数记为，从第
o
个站点出发的所有客流人数记为，则时间段
t
内从第
o
个站点出发到达第
d
个站点的客流占比的计算表达式为：
。
[0009]进一步的，步骤
S3
的具体实现方法包括如下步骤：
S3.1、
构建多站点客流协同控制混合整数规划模型，计算表达式为：；其中，
min
表示最小化函数，
S
表示车站集合；表示时间段
t
下站点
s
的实际乘车需求，包括时间段
t
下到达站点的人数和上时段滞留人数，为多站点客流协同控制混合整数规划模型的整数变量；表示时间段
t
下站点
s
最佳进站乘车人数，为多站点客流协同控制混合整数规划模型的整数变量；
S3.2、
构建多站点客流协同控制混合整数规划模型的约束条件；
S3.2.1、
设置高峰期开始第一时间段客流实际乘车需求量等于高峰期开始第一时间段到达站点准备乘车的客流量，计算表达式为：；其中，表示高峰期开始第一时间段站点
s
实际乘车需求，表示高峰期开始第一时间段到达站点
s
准备进站乘车的客流量；
S3.2.2、
设置时间段
t
的客流实际乘车需求量等于时间段
t
内到站准备乘车的客流量与时间段
t
的前一时段内滞留客流量之和，计算表达式为：；
其中，表示站点
s、
时间段
t
的前一时段的实际乘车需求，表示站点
s、
时间段
t
的前一时段的最佳进站乘车人数；
S3.2.3、
设置最佳进站客流量上下限约束，所述最佳进站客流量上下限约束的值必须大于等于实际乘车客流量的
0.15
倍，小于等于实际乘车客流量，计算表达式为：；
S3.2.4、
设置时间段
t
内站点
s
的到站列车中不下车乘客数等于相应的在时间段
t
之前
、
在站点
s
前方车站中进站的且目的地在站点
s
以后的客流量之和，计算表达式为：；其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种城市轨道客流协同控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、
利用轨道仿真系统获取线路高峰期的预测客流量，利用轨道仿真系统中的仿真推演功能，预测城市轨道线路高峰期客流量，包括进站
ID、
出站
ID、
进站时段
、
客流人数数据；将高峰期开始至结束时间区间按照5分钟的步长切分为时段集合，记为；
S2、
基于步骤
S1
得到的城市轨道线路高峰期预测客流量，按照不同的时间段
t
和站点
s
进行划分，得到时间段
t
下到达站点
s
准备进站乘车的客流量；根据地铁运营公司历史客流清分数据，统计历史客流各个方向的客流，计算历史客流各个方向的客流占比，得到时间段
t
内从第
o
个站点出发到达第
d
个站点的客流占比；
S3、
构建多站点客流协同控制混合整数规划模型；
S4、
利用分支定界算法对步骤
S3
构建的多站点客流协同控制混合整数规划模型进行求解，得到站点最优进站客流方案
。2.
根据权利要求1所述的一种城市轨道客流协同控制方法，其特征在于，步骤
S2
中的具体实现方法为将数据集中时间段
t
内，从第
o
个站点出发到达第
d
个站点的客流人数记为，从第
o
个站点出发的所有客流人数记为，则时间段
t
内从第
o
个站点出发到达第
d
个站点的客流占比的计算表达式为：
。3.
根据权利要求1或2所述的一种城市轨道客流协同控制方法，其特征在于，步骤
S3
的具体实现方法包括如下步骤：
S3.1、
构建多站点客流协同控制混合整数规划模型，计算表达式为：；其中，
min
表示最小化函数，
S
表示车站集合；表示时间段
t
下站点
s
的实际乘车需求，包括时间段
t
下到达站点的人数和上时段滞留人数，为多站点客流协同控制混合整数规划模型的整数变量；表示时间段
t
下站点
s
最佳进站乘车人数，为多站点客流协同控制混合整数规划模型的整数变量；
S3.2、
构建多站点客流协同控制混合整数规划模型的约束条件；
S3.2.1、
设置高峰期开始第一时间段客流实际乘车需求量等于高峰期开始第一时间段到达站点准备乘车的客流量，计算表达式为：；其中，表示高峰期开始第一时间段站点
s
实际乘车需求，表示高峰期开始第一时间段到达站点
s
准备进站乘车的客流量；
S3.2.2、
设置时间段
t
的客流实际乘车需求量等于时间段
t
内到站准备乘车的客流量与
时间段
t
的前一时段内滞留客流量之和...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓春，霍剑光，周勇，王祖健，陈振武，
申请(专利权)人：深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司，
类型：发明
国别省市：